■ “두 番 失敗는 없다” 羅老號 궁금症, OX퀴즈로 풀어보세요
《‘이番에는 期必코 成功해야 한다.’ 宇宙發射體 羅老號(KSLV-I)의 2番째 發射가 나흘 앞으로 다가왔다. 全南 高興郡 봉래면 羅老宇宙센터는 緊張 속에서 마지막 點檢 作業이 한창이다. 9日 羅老號가 成功的으로 發射되면 韓國은 自國 땅에서 自力으로 衛星을 쏘아올린 ‘宇宙클럽(Space Club)’에 10番째로 이름을 올리게 된다. 昨年 8月 失敗의 아픔을 딛고 宇宙에 다시 挑戰狀을 내는 羅老號를 둘러싼 궁금症을 O× 퀴즈로 풀어본다. 》
■ 發射 버튼 눌러야 離陸?
X
버튼 따로 없고 15分 前부터 컴퓨터가 카운트다운
로켓을 發射하는 瞬間 누군가가 發射 버튼을 누른다고 생각한다면 映畫를 너무 많이 봤다. 요즘 로켓엔 發射 버튼이 따로 없고 컴퓨터가 自動으로 發射 카운트다운을 한다.
羅老號의 最終 發射 與否는 發射 20分 前 決定된다. 發射가 決定되면 發射 15分 前부터 컴퓨터에서 秒 單位로 카운트다운을 한다. 美國의 宇宙往復船을 쏘아 올릴 때는 9分 前, 日本의 大型 로켓인 H2A는 4分 50秒 前 自動 카운트다운을 始作한다.
카운트다운 過程에서 컴퓨터는 羅老號와 地上시스템의 狀態를 確認하고 問題가 생기면 自動으로 發射를 中止한다. 昨年 8月 19日 羅老號의 첫 發射 市道에서도 로켓의 밸브를 調節하는 헬륨 高壓탱크의 壓力이 떨어진 것이 發見돼 7分 56秒에서 카운트다운이 멈췄다. 같은 달 25日 再發射했으나 페어링 分離가 안 돼 宇宙 軌道 進入에 失敗했다. 이番에 發射하는 로켓은 1次 發射한 모델과 모두 같은 部品으로 構成됐다.
■ 特定 時間에만 쏠 수 있다? O
太陽에너지 얻기 위해 ‘하늘 門’ 열릴 때 發射
羅老號 發射 時間은 9日 午後 4時 30分∼6時 40分으로 豫定돼 있다. 專門家들은 이 時間을 ‘하늘 門이 열리는 時間(Launching Window)’이라고 부른다.
이때 發射하는 理由는 羅老號에 실릴 科學技術衛星 2號 때문이다. 이 時間에 쏴야 科學技術衛星 2號가 軌道에 進入한 뒤 에너지源인 太陽을 正面으로 바라볼 수 있다. 萬若 衛星이 地球 그림자 속으로 들어가면 自體 배터리를 使用해야 해 效率的 運營이 힘들다. 假令 羅老號를 낮 12時쯤 發射하면 科學技術衛星 2號는 地球 反對便에 내려져 太陽을 볼 수 없다.
낮이 긴 여름철에는 하늘 門이 열리는 時間帶가 한 番 더 있다. 6月에는 午前 4時 10分∼8時 45分이다. 하지만 午前에 發射할 境遇 發射 8時間 前부터 硏究員들이 밤샘 作業을 하며 發射를 準備해야 한다. 硏究員들의 疲勞를 줄이고 失手를 막으려면 午後 發射가 有利하다.
■ 火焰 내뿜어 汚染 甚하다? X
케로신-液體酸素 타면 CO2 물만 排出해 ‘親環境’
羅老號가 땅을 박차고 올라가는 瞬間 무게는 140t에 이른다. 이 中 130t假量이 羅老號가 地球 重力을 이기고 大氣圈 밖으로 나가는 데 必要한 힘을 내는 燃料와 酸化劑다.
羅老號는 케로신을 燃料로 使用한다. 케로신은 로켓 엔진 안에서 爆發力을 내며 잘 타도록 특수하게 精製한 燈油다. 케로신의 가장 큰 長點은 常溫에서 化學的으로 安定하다는 것. 美國의 宇宙往復船이나 日本의 大型 로켓 H2A가 燃料로 使用하는 液體水素에 비해 爆發 危險이 낮다.
特히 케로신과 液體酸素는 타고 난 뒤 二酸化炭素와 물만 排出하기 때문에 大氣를 오염시킬 餘地가 작다. 中國의 선저우 로켓이 使用하는 디메틸히드라진(UDMH)은 過去 彈道미사일에 많이 使用될 만큼 性能은 뛰어나지만 毒性이 剛한 物質을 排出한다.
■ 發射 直前 로켓크기 준다? O
알루미늄 탱크에 超低溫 燃料 채우면 6cm 收縮
羅老號 1段 로켓의 길이는 25.8m다. 이 中 윗部分의 14m假量은 燃料가 잘 타도록 돕는 酸化劑 탱크가 차지한다. 酸化劑 탱크는 무게를 줄이기 위해 가벼운 알루미늄으로 만들었다. 發射 4時間 前 탱크에 酸化劑를 注入하면서 發射가 本格的으로 始作된다.
羅老號가 酸化劑로 使用하는 液體酸素의 溫度는 零下 183度에 이른다. 알루미늄 탱크는 液體酸素의 낮은 溫度 때문에 收縮한다. 羅老號 탱크에 液體酸素를 모두 채우면 길이는 約 6cm, 지름은 約 1.27cm 줄어든다. 羅老號 胴體 表面이 酸化劑 탱크를 덮고 있어 우리 눈으로 確認할 수 없지만 羅老號 內部는 發射 直前 크기가 조금 줄어드는 셈이다.
■ 무게 줄이려 2段으로 設計? X
高性能 엔진에 衛星 가벼워 2團으로도 充分한 速度
羅老號는 2段 로켓이다. 普通 衛星을 쏘는 로켓은 3段이나 4段이 많다. 段의 個數를 결정짓는 잣대는 무게가 아니라 엔진 性能과 種類다. 羅老號처럼 地球 低軌道(地上 200∼5500km)에 人工衛星을 쏘아 올리는 로켓의 境遇 液體엔진만 使用하면 3段으로 만든다. 相對的으로 推力이 작은 固體엔진만 使用하면 4段으로 設計하는 것이 一般的이다. 實際로 液體엔진만 使用하는 러시아의 소유스號는 3段으로, 固體엔진으로만 構成된 美國의 미노타우르 5號는 4段으로 이뤄졌다.
反面 羅老號는 1段이 液體엔진, 2段이 固體엔진으로 構成된 ‘하이브리드’ 發射體다. 羅老號는 實用衛星보다 무게가 가벼운 科學衛星을 싣고 있기 때문에 2團만으로도 充分한 速度를 낼 수 있다. 羅老號는 1段과 2段 로켓의 힘을 합쳐 地球軌道 進入 速度인 秒速 8km가 넘도록 設計됐다.
이현경 동아사이언스 記者 uneasy75@donga.com
▲ 動映像 = 宇宙에서 撮影한 羅老號 飛行映像
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